Shen, Jie and Cornet, Antoine and Ronca, Alberto and Pineda, Eloi and Yang, Fan and Garden, Jean-Luc and Moiroux, Gael and Vaughan, Gavin and di Michiel, Marco and Garbarino, Gaston and Westermeier, Fabian and Goujon, Celine and Legendre, Murielle and Liu, Jiliang and Cangialosi, Daniele (2025) Linking the pressure dependence of the structure and thermal stability to α- and β-relaxations in metallic glasses. Science Advances, 11, eadz7. American Association for the Advancement of Science (AAAS). doi: 10.1126/sciadv.adz7406. ISSN 2375-2548.
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Official URL: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adz7406
Abstract
Glasses derive their functional properties from complex relaxation dynamics that remain enigmatic under extreme conditions. Although the temperature dependence of these relaxation processes is well established, their behavior under high-pressure conditions remains poorly understood due to substantial experimental difficulties. In this study, we use cutting-edge experimental techniques to probe the pressure evolution of the relaxation spectrum in a Zr46.8Ti8.2Cu7.5Ni10Be27.5 metallic glass across gigapascal pressure ranges. Our findings reveal two distinct relaxation mechanisms under high pressure: In the β-relaxation regime, compression drives the system with reduced atomic mobility and enhanced structural disorder, without appreciable density changes. Conversely, α-relaxation under pressure promotes density-driven structural ordering that improves thermal stability. Notably, the transition between these regimes occurs at a constant T/Tg,P ratio, independent of applied pressure. These results provide crucial insights for decoupling the competing structural and relaxation contributions to glass stability, establishing a systematic framework for tailoring glass properties through controlled thermomechanical processing
| Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/220224/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Title: | Linking the pressure dependence of the structure and thermal stability to α- and β-relaxations in metallic glasses | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Authors: |
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| Date: | 3 October 2025 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Journal or Publication Title: | Science Advances | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gold Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Volume: | 11 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DOI: | 10.1126/sciadv.adz7406 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Page Range: | eadz7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Publisher: | American Association for the Advancement of Science (AAAS) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ISSN: | 2375-2548 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Keywords: | Metallic glasses; Structure relaxation; amorphous structure; high pressure | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program: | Space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program Themes: | Research under Space Conditions | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research area: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Program: | R FR - Research under Space Conditions | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research theme (Project): | R - Material Design and New Materials | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Location: | Köln-Porz | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Institutes and Institutions: | Institute of Materials Physics in Space > Scientific Experiments MP | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited By: | Yang, Fan | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited On: | 15 Dec 2025 09:57 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Last Modified: | 17 Dec 2025 14:55 |
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